騒がしいレストランで会話についていくのに苦労したり、忙しいオフィスで仕事についていくのに苦労したりしているのに、医師から聴力に問題はないと言われることを想像してみてください。これは、蝸牛シナプトパチー、つまり隠れた難聴を抱えて生きる人々にとって、もどかしい現実です。
EUでは約34万人の成人が聴覚障害を抱えて生活している。 EU聴覚健康フォーラムしかし、問題の真の規模ははるかに大きい可能性が高い。なぜなら、従来の聴力検査では蝸牛シナプス障害を全く検出できないからである。
この症状には臨床的な診断法も承認された治療法も存在しないため、多くの人が深刻な聴覚障害を抱えながらも、何の支援も受けられない状況に置かれている。
ベルギーのゲント大学病院の耳鼻咽喉科部長であるインゲボルグ・ドゥーゲ教授は、この隠れた難聴は生活に支障をきたす可能性があると説明した。ドゥーゲ教授は、2022年から2026年にかけてこの症状を調査したEarDiTechと呼ばれる研究イニシアチブの臨床コンサルタントを務めていた。
このプロジェクトは、研究者やイノベーターが斬新な科学的アイデアを現実世界の製品へと転換するのを支援する欧州イノベーション評議会から資金提供を受けた。
「どこへ行っても必ず騒音があります」とドゥーゲ氏は語った。「買い物に行けば騒音や音楽が聞こえてきます。職場では、人々はしばしばオープンプランのオフィスに配置されます。そのため、多くの背景騒音が発生し、患者の生産性を妨げています。」
現在の選択肢は限られており、読唇術を習得させたり、音声に意識を集中させたりする程度だ。しかし、EarDiTechの研究者たちは、隠れた難聴を検出できる検査法を開発し、補聴器用の新しいソフトウェアの開発に取り組んでいる。
聴覚に異常が生じる原因
内耳では、微細な有毛細胞が音を感知し、振動を神経信号に変換します。この神経信号は、有毛細胞と聴神経の間のシナプス結合を介して脳に伝達されます。
最近まで、加齢に伴う難聴は有毛細胞の損傷から始まると考えられていた。
補聴器はある程度は役に立つが、難しい点もある。補聴器を使うと音は大きくなるだけで、必ずしも明瞭になるわけではないからだ。
「聴覚構造への最初の損傷は有毛細胞ではなく、有毛細胞と脳をつなぐシナプスであることが分かってきました」と、ゲント大学の聴覚技術研究所を率いるサラ・ヴェルフルスト教授は説明した。
その違いは重要だと、ヴァーハルスト氏は強調した。EarDiTech研究のコーディネーターとして、彼女はその重要性を理解していた。音を感知するには有毛細胞1個につきシナプスが1つあれば十分だが、騒がしい環境で音声を解読するには、多くのシナプスが連携して働く必要があるのだ。
聴力を評価するための標準的な臨床ツールはオージオグラムであり、患者はヘッドホンを通して様々な音高と音量の音を聞かされ、聞こえるかどうかを合図するように求められる。
この検査は有毛細胞の機能を測定するものであり、患者がどれだけのシナプスが正常に機能しているかについては何も示していません。そのため、蝸牛シナプス障害を持つ人々が現実世界で直面する困難を捉えることはできません。
シナプスの数を数える
EarDiTech検査は、額と耳たぶに装着した電極と、聴覚系のモデリングに関する長年の研究に基づいて開発された特別に設計された音声刺激を組み合わせたものです。
「私たちは有毛細胞とシナプスのコンピューターモデルを構築しました」とヴァーハルスト氏は述べた。「基本的に、蝸牛全体のモデルにおいて、聴神経の反応、つまりシナプスの反応をシミュレートできます。この計算手法を用いることで、どの聴覚刺激がこれらのシナプスすべてを同時に活性化させるのに最適かを調べることができるのです。」
この検査は、可能な限り強いシナプス反応を引き起こすように設計されています。シナプスが正常な人が刺激音を聞くと、電極は神経活動の大きな急増を検出します。シナプスが失われている人では、反応は小さくなります。
「患者の反応の大きさを正常な聴覚反応と比較することで、蝸牛シナプス障害の程度を推定できる」とヴァーハルスト氏は述べた。
研究者たちはこの技術を小型化し、持ち運び可能なデバイスにすることに成功した。ゲント大学で行われた臨床試験では、このデバイスが様々な年齢層の蝸牛シナプス障害を特定できることが示されている。
この検査は簡便で外科手術を必要としないため、日常の臨床診療に容易に取り入れることができ、聴覚専門医や耳鼻咽喉科医にとって、現在持っていないツールとなる。
次のステップは、医療診断機器に関するEUの要件を満たしていることを証明するためのCEマーキングを取得することです。フェルハルスト氏は、このための資金が確保できれば、18ヶ月から2年ほどかかると予想していると述べました。「市場に出回れば、耳鼻咽喉科医や病院が使用するようになると思います」と彼女は付け加えました。
よりスマートな補聴器
隠れた難聴を発見することは、課題の半分に過ぎない。残りの半分は、解決策を見つけることだ。
一般的な補聴器は主に音を増幅するものであり、周囲の騒音から会話を聞き取るのに苦労する人々にはあまり役立たない。
「補聴器はある程度は役立ちますが、難しいのは、補聴器を使うと音は大きくなるものの、必ずしも明瞭になるわけではないからです」とドゥーゲ氏は述べた。「つまり、患者は騒がしい環境では依然としてさまざまな音を聞き分けるのに苦労する可能性があるということです。」
この課題に対処するため、研究チームは機械学習を用いて、2つの計算モデルに基づいてソフトウェアアルゴリズムを訓練した。1つは正常な聴覚をシミュレートするモデル、もう1つは蝸牛シナプス障害を持つ人の音処理の異常をシミュレートするモデルである。
目標は、患者に残っているシナプスを最も効果的に刺激するように入力音を調整できるアルゴリズムを開発することだった。そうすることで、騒がしい環境下でも会話を聞き取る能力が向上する。
聴覚器官への最初の損傷は有毛細胞ではないことが、今では分かっている。
臨床試験では、蝸牛シナプス障害の患者において測定可能な効果が示されています。研究チームはまた、このアルゴリズムが低電力バッテリーと補聴器に一般的に使用されている処理チップで動作することも実証しました。
理論的には、このアルゴリズムは次世代の補聴器、あるいは一般消費者向けのイヤホンにも搭載できる可能性がある。Verhulst氏は、人々がスマートフォンに「もっとよく聞こえたい」と伝えるだけで、イヤホンに搭載された隠れた難聴検出ソフトウェアが起動する未来を思い描いている。
現在、EarDiTechチームは、ソフトウェアのさらなる開発を支援し、患者が実際に購入できる製品へと変えていくために、補聴器メーカーやチップセットメーカーといったハードウェアメーカーを積極的に探している。
このアルゴリズムは、各患者のCochSyn検査結果を用いて、それぞれの患者の損傷の程度に合わせて音を調整する。これは、現在の補聴器では不可能なことである。
診療所を超えて
隠れた難聴が適切に認識されるようになったのはここ10年ほどのことであり、どれだけの人が影響を受けているのか、また加齢とともにどのように進行するのかについては、まだ十分に解明されていない。
「これで、問題の深刻さや患者の障害の程度をより正確に把握するために、臨床現場で使えるツールが手に入りました」とドゥーゲ氏は述べた。「患者を長期的に追跡調査し、その経過を観察することができます。」
研究者たちは、こうした証拠に基づいた知見が、医療制度に行動を促す原動力となることを期待している。
この記事の調査は、EUのホライズン・プログラムの資金提供を受けて行われました。インタビュー対象者の見解は、必ずしも欧州委員会の見解を反映するものではありません。この記事が気に入ったら、ソーシャルメディアでシェアしてください。
